Análisis topológico de la dinámica subestacional del jet subpolar sobre Sudamérica

Abstract

El jet subpolar (Polar-Front Jet, PFJ) es una estrecha banda de aire de máxima intensidad de viento en altura resultado del fuerte contraste térmico extratropical y representa una parte fundamental de la circulación atmosférica de gran escala. En la escala subestacional, esta circulación es abordada frecuentemente mediante el enfoque de los regímenes meteorológicos (Weather Regimes, WRs), un conjunto reducido de patrones recurrentes, persistentes y cuasi-estacionarios asociados a la dinámica del flujo de gran escala. Sin embargo, habitualmente se utilizan diversas técnicas estadísticas para identificarlos que conllevan a resultados ambiguos, impidiendo una definición física robusta. Estas limitaciones motivaron el uso de Homologías Persistentes (Persistent Homology, PH), una técnica topológica que permite estudiar la estructura subyacente de una nube de puntos analizando la presencia de "agujeros en diferentes dimensiones”. En particular, Strommen y otros (2023) propusieron que los WRs del PFJ sobre la región del Océano Atlántico Norte durante los meses de invierno estarían representados por las componentes conexas o 0-agujeros significativos de las regiones más densas en el espacio de estados reconstruido del sistema. Sin embargo, bajo esta hipótesis, sólo obtienen dos de los tres regímenes esperados dado el comportamiento trimodal documentado previamente por Woolings y otros (2010). En nuestro trabajo, redefinimos esta estrategia en forma más robusta para analizar la dinámica subestacional del PFJ en las inmediaciones de Sudamérica y el Océano Atlántico Sur durante los meses de invierno, incluyendo un análisis sobre las regiones menos densas del espacio de estados e incorporando conceptos recientes de Topología del Caos (Sciamarella y Charó, 2024).